バックライト装置、該バックライト装置を備えた表示装置、及び、照明装置
【課題】安定した一定の電流をバックライトや照明等に供給して輝度ムラを防止する。
【解決手段】表示画面（２１）のバックライトとして所定の位置に配置させた複数の発光素子を駆動させるバックライト装置（２０，３０）において、前記複数の発光素子に電流を供給して前記発光素子毎の駆動を制御する駆動制御手段（２３）を有し、前記駆動制御手段（２３）には、前記複数の発光素子（２２）が直列接続され、前記直列接続された複数の発光素子（２２）は、発光素子（２２）毎に設定されるばらつき情報及び／又は色の違いに対応させて所定数毎に交互に配置させることにより、上記課題を解決する。
【解決手段】表示画面（２１）のバックライトとして所定の位置に配置させた複数の発光素子を駆動させるバックライト装置（２０，３０）において、前記複数の発光素子に電流を供給して前記発光素子毎の駆動を制御する駆動制御手段（２３）を有し、前記駆動制御手段（２３）には、前記複数の発光素子（２２）が直列接続され、前記直列接続された複数の発光素子（２２）は、発光素子（２２）毎に設定されるばらつき情報及び／又は色の違いに対応させて所定数毎に交互に配置させることにより、上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライト装置、該バックライト装置を備えた表示装置、及び、照明装置に係り、特にバックライトや照明の輝度ムラを防止するためのバックライト装置、該バックライト装置を備えた表示装置、及び、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、映像や画像を表示する各種ディスプレイ装置において、高画質化や消費電力の改善等の研究が進められている。また、最近のディスプレイ装置としては、特に液晶表示装置（ＬＣＤ；Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）が多く使用されてきている。
【０００３】
一般的に、ＬＣＤは、光を用いてイメージを表示する出力パネルと、光を発生するバックライトユニットとを含んで構成される。ここで、バックライトユニットは、出力パネルのイメージが表示される有効表示領域に光を均一に提供することを主な目的として設計されており、近年ではＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）バックライトが注目されている。なお、ＬＥＤは、最近では照明等にも用いられている。
【０００４】
ＬＥＤを用いたバックライトや照明には、白色ＬＥＤを配列して白色光の照明光を発光する構成のものや、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色のＬＥＤを配列し、これらの３色の光を混色して白色光とする構成のものがある。また、上記白色ＬＥＤには、短波長ＬＥＤに蛍光体を組み合わせて白色を得る方式のものや、青色ＬＥＤに蛍光体を組み合わせて白色を得る方式、或いは青色ＬＥＤに黄色の蛍光体を組み合わせて白色を得る方式のもの等がある。
【０００５】
例えば、従来のバックライト装置では、駆動回路（ドライバＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ））等を用いて、上述したように配列された複数のＬＥＤを一定のタイミングで切り換えて点滅させるように制御することで、ＬＥＤによる電圧損失と電流損失を最小に抑制するようにしている。
【０００６】
ここで、上述したバックライト装置について図を用いて説明する。図１は、従来におけるバックライト装置の一例を示す図である。図１に示すバックライト装置１０は、表示手段としてのＬＣＤパネル１１と、ＬＥＤ１２と、ドライバＩＣ１３とを有するよう構成されている。なお、図１（ａ）については、ＬＣＤパネル１１の上端部及び下端部に複数のＬＥＤ１２−１，１２−２がそれぞれ直列に接続されている。また、ＬＥＤ１２−１，１２−２は、それぞれのＬＥＤに対応して設けられたドライバＩＣ１３−１，１３−２からの電流等により各ＬＥＤに駆動制御が行われる。
【０００７】
具体的には、図１（ａ）に示すドライバＩＣ１３−１，１３−２は、ＬＥＤ１２−１，１２−２に対して各ＬＥＤを駆動するための電流を供給し、ＬＥＤ１２をバックライトとして点灯させる。なお、図１（ａ）の例では、ＬＥＤ１２−１がＬＣＤパネル１１のＡ領域に対するバックライトを行い、ＬＥＤ１２−２がＬＣＤパネル１１のＢ領域に対するバックライトを行う。
【０００８】
また、図１（ａ）に示すようなバックライトの制御は、上述した構成に限定されるものではなく、例えば、図１（ｂ）に示すように４つのドライバＩＣ１３−１〜１３−４を設け、それぞれに対応するＬＥＤ１２−１〜１２−４を個別に駆動させることで、ＬＣＤパネル１１のそれぞれ対応する所定の位置（図１（ｂ）においては、領域Ａ〜Ｄ）のバックライトを点灯させることができる。
【０００９】
しかしながら、図１（ａ），（ｂ）に示すような単純配線方式の構成は、ドライバＩＣとＬＥＤとの接続を単に複数並べて接続しているだけである。また、各ドライバＩＣ１３−１〜１３−４から供給される電流ｉ１〜ｉ４は、装置個々のばらつき等により各電流値が異なるため、ＬＣＤパネル１１の各領域Ａ〜Ｄに輝度ムラが発生しやすい。
【００１０】
そこで、近年では上述した輝度ムラ等を防止するための手法が開示されている（例えば、特許文献１〜３参照）。なお、特許文献１に示されている技術は、所定の配列方向に沿って並べられた複数の発光ダイオード、及びＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）調光を用いて、複数の発光ダイオードの駆動制御を行うＬＥＤ駆動制御部を備えたバックライト装置であって、配列方向で隣接する２つの発光ダイオードに対し、ＰＷＭ調光のオン／オフの位相を互いにずらした状態で、隣接する２つの発光ダイオードを点灯駆動させる。
【００１１】
また、特許文献２に示されている技術は、ＬＥＤから発光された光により被照明体を裏面から照明するようにしたバックライト装置において、複数のＬＥＤを並列に接続したＬＥＤユニットを複数配設してなるＬＥＤバックライト部と、各ＬＥＤユニット毎に設けられ該ＬＥＤユニットに対して定電流を供給する電流制御部とを有し、並列接続されたＬＥＤユニットを構成するＬＥＤを結ぶ直線が、少なくとも屈折する部分を有するようにＬＥＤが配置されている。
【００１２】
更に、特許文献３に示されている技術は、照明装置において、導光板と、導光板の側縁に対向配置されると共に導光板の側縁に沿って並んで設けられた複数の輝度レベルで発光可能な複数の発光素子を有した光源とを備え、発光素子は、同一の輝度レベルの発光素子毎に直列に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００８−１９８４３０号公報
【特許文献２】特開２００７−１０９６９１号公報
【特許文献３】特開２００６−１２７７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上述した特許文献に示されている手法においても、図１に示すように、複数のドライバＩＣを用いて直列に並べた構成では、ドライバ装置個々のばらつき等による電流の変化があった場合にＬＥＤ電流も変化するため、輝度ムラを完全に解消することができない。
【００１５】
したがって、本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、安定した一定の電流をバックライトや照明設備等に供給してバックライトや照明の輝度ムラを防止するためのバックライト装置、該バックライト装置を備えた表示装置、及び、照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した課題を解決するために、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するための手段を採用している。
【００１７】
請求項１に記載された発明は、表示画面（２１）のバックライトとして所定の位置に配置させた複数の発光素子を駆動させるバックライト装置（２０，３０）において、前記複数の発光素子に電流を供給して前記発光素子毎の駆動を制御する駆動制御手段（２３）を有し、前記駆動制御手段（２３）には、前記複数の発光素子（２２）が直列接続され、前記直列接続された複数の発光素子（２２）は、発光素子（２２）毎に設定されるばらつき情報及び／又は色の違いに対応させて所定数毎に交互に配置させることを特徴とする。
【００１８】
請求項２に記載された発明は、前記複数の発光素子（２２）は、前記表示画面（２１）の上下端、左右端、及び裏面のうち、少なくとも１つの領域に配置させることを特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載された発明は、前記表示画面（２１）に対して、複数の発光素子からなる素子ブロック（３２，４２）又は該素子ブロック（３２，４２）が複数配列された輝度ブロック（４３）が設定され、設定された前記素子ブロック（３２，４２）毎又は前記輝度ブロック（４３）毎に交互に配置されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項４に記載された発明は、請求項１乃至３の何れかに記載のバックライト装置（２０，３０）と、前記バックライト装置（２０，３０）により照明される表示手段（５９）とを有し、前記表示手段（５９）に表示される映像に対応させて前記バックライト装置（２０，３０）の輝度を補正することを特徴とする表示装置（５０）である。
【００２１】
請求項５に記載された発明は、前記表示手段（５９）に表示するために入力される映像信号をフレーム毎に所定のブロックに分割し、該ブロック毎の映像情報を取得するブロック情報取得手段（５３）と、前記ブロック情報取得手段（５３）により分割された各ブロック単位にバックライトの輝度を補正するための制御を行うブロック単位制御手段（５４）とを有し、前記バックライト装置（２０，３０）は、前記ブロック単位制御手段（５４）により得られる輝度制御情報に基づいて、前記表示手段（５９）に対してブロック毎のバックライトの駆動制御を行うことを特徴とする。
【００２２】
請求項６に記載された発明は、前記バックライトに対する前記輝度制御情報に基づいて、入力される映像信号に対する補正を行うバックライト輝度補正手段（５７）を有し、前記バックライト輝度補正手段（５７）により得られる映像信号を前記表示手段（５９）により表示することを特徴とする。
【００２３】
請求項７に記載された発明は、複数の発光素子（６２）から発光された光により照明する照明装置（６０）において、前記複数の発光素子（６２）に電流を供給して前記発光素子毎の駆動を制御する駆動制御手段（６３）を有し、前記駆動制御手段（６３）には、前記複数の発光素子（６２）が直列接続され、前記直列接続された複数の発光素子（６２）は、発光素子（６２）毎に設定されるばらつき情報及び／又は色の違いに対応させて所定数毎に交互に配置させることを特徴とする。
【００２４】
なお、上記参照符号は、あくまでも参考であり、これによって、本願発明が図示の態様に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、安定した一定の電流をバックライトや照明に供給して輝度ムラを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来におけるバックライト装置の一例を示す図である。
【図２】バックライト装置の第１実施例を示す図である。
【図３】バックライト装置の第２実施例を示す図である。
【図４】ＬＥＤバックライトの配置例を説明するための図である。
【図５】本実施形態におけるブロック情報の一例を示す図である。
【図６】本実施形態におけるバックライト装置を備えた表示装置の機能構成の一例を示す図である。
【図７】本実施形態におけるバックライト装置を備えた他の適用例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
＜本発明について＞
本発明は、バックライトや照明における配線方式を、単純配線方式から輝度ムラが生じ難い交互配線（クロス配線）方式に変えることで発光素子（例えば、ＬＥＤ等）単体の輝度ばらつきを散らす効果によりパネル全体の輝度ムラを軽減する。また、本発明は、交互配線方式で発光素子を駆動させる駆動制御手段（例えば、ドライバＩＣ等）から各発光素子へ供給する電流を配置分散させることで輝度ばらつきの分布をパネル全体に均等に分散させる。更に、本発明では、ドライバＩＣの数と複数の発光素子を有する素子ブロックの構成等で輝度ばらつきを吸収する任意の交互配線を行うこともできる。
【００２８】
以下に、上述した特徴を実現するための本発明におけるバックライト装置、該バックライト装置を備えた表示装置、及び、照明装置を好適に実施した形態について図面等を用いて説明する。なお、以下に示す実施形態の例では、発光素子としてＬＥＤを用いることとし、また表示手段の一例としてＬＣＤを用いることとするが、本発明においてはこれに限定されるものではない。また、以下に示す実施形態では、主に映像信号をディスプレイ等の表示手段に出力する際の輝度制御について説明するが、本発明に置いてはこれに限定されるものではなく画像等も含まれるものとする。
【００２９】
＜バックライト装置の概略構成例＞
ここで、バックライト装置の概略構成例について、以下に説明する。
【００３０】
＜第１実施例：上下交互配線方式＞
図２は、バックライト装置の第１実施例を示す図である。図２に示すバックライト装置２０は、表示手段としてのＬＣＤパネル２１と、発光素子としてのＬＥＤ２２−１，２２−２と、駆動制御手段としてのドライバＩＣ２３−１，２３−２とを有するように構成されている。なお、図２では、上下交互配線の例を示している。
【００３１】
バックライト装置２０は、ドライバＩＣ２３と複数のＬＥＤ２２とが交互配線方式により接続されている。具体的には図２に示すように、複数のＬＥＤ２２−１，２２−２には、ドライバＩＣ毎にそれぞれ同一色からなる複数のＬＥＤが接続されている。また、同一のドライバＩＣ２３に接続された複数のＬＥＤは、バックライトの構成において、ＬＣＤパネル２１の上段及び下段にバックライト用のＬＥＤを配列させる際、上段と下段とを交互に直列配置する。
【００３２】
なお、図２の例では、ＬＥＤを交互にするタイミングは、１ＬＥＤ毎にしているが、本発明においてはこの限りではなく、例えば２ＬＥＤ毎や３ＬＥＤ毎のように、予め設定された複数のＬＥＤの数毎に上下に配列させて接続してもよい。
【００３３】
＜第２実施例：隣接交互配線方式＞
ここで、上述した第１実施例におけるＬＥＤの配線方式の場合には、輝度ムラを解消することができるが、図２に示すように上段及び下段に交互に配置させてＬＥＤを配線するため、ＬＣＤパネルの裏面に往復させて配線する必要が生じる。そのため、配線コストがかかってしまう可能性がある。そこで、上記の内容を踏まえた実施例を第２実施例として以下に説明する。
【００３４】
図３は、バックライト装置の第２実施例を示す図である。図３に示すバックライト装置３０は、ＬＣＤパネル２１と、ＬＥＤ２２−１〜２２−４と、ドライバＩＣ２３−１〜２３−４とを有するように構成されている。なお、図３では、隣接交互配線の例を示している。
【００３５】
図３に示すバックライト装置３０は、図３に示すＬＣＤパネル２１に対し、パネルの上段及び下段のＬＥＤ群に対し、それぞれ複数のドライバＩＣを用いて上段及び下段のみのＬＥＤに対して交互配線方式を適用している。
【００３６】
つまり、第２実施例では、ＬＣＤパネル２１の上段にドライバＩＣ２３−１，２３−２を有し、下段にドライバＩＣ２３−３，２３−４を有している。
【００３７】
ドライバＩＣ２３−１，２３−２は、それぞれがＬＣＤパネル２１の上段に配置された対応するＬＥＤ２２−１，２２−２と接続されている。また、ＬＥＤ２２−１とＬＥＤ２２−２とは、ＬＣＤパネル２１の上段において交互配線されている。
【００３８】
また、複数のＬＥＤ２２−１は同一色であり、複数のＬＥＤ２２−２も同一色である。したがって、配線されたＬＥＤ間の特性の違いによる誤差を最小限に抑えることができ、輝度ムラをより防止することができる。
【００３９】
また同様に、ドライバＩＣ２３−３，２３−４は、それぞれが、ＬＣＤパネル２１の下段に配置された対応するＬＥＤ２２−３，２２−４と接続されている。また、ＬＥＤ２２−３と２２−４とは、ＬＣＤパネル２１の下段において交互配線されている。
【００４０】
また、複数のＬＥＤ２２−３は同一色であり、複数のＬＥＤ２２−４も同一色である。したがって、配線されたＬＥＤ間の特性の違いによる誤差を最小限に抑えることができ、輝度ムラをより防止することができる。
【００４１】
なお、第２実施例の場合にも上述した第１実施例と同様に配線が異なるＬＥＤを交互に配置されているが、その交互配線は、１ＬＥＤ毎ではなく、例えば２ＬＥＤ毎や３ＬＥＤ毎のように、予め設定された複数のＬＥＤの数毎に上段又は下段に配列させて接続してもよい。
【００４２】
なお、上述した上下交互配線や隣接交互配線の他にも、例えば、予め設定された配列パターンを用いた交互配線方式を用いてもよく、ランダムに配置されるランダム配置方式を用いることができる。例えば、ユーザが重み視聴するＬＣＤパネル２１の中心を含む所定の領域のみに上下交互配線や隣接交互配線を行い、それ以外の領域（外枠領域）には、通常の直列配線等を行ったり、ＬＣＤパネルの大きさや形状に応じて配線コスト等が低減されるように上下交互配線や隣接交互配線を組み合わせて使用することができる。
【００４３】
＜ＬＥＤの構成について＞
ここで、ＬＥＤバックライトは、上述したように、白色ＬＥＤを配列して白色光の照明光を発光する構成のものや、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色のＬＥＤを配列し、これらの３色の光を混色して白色光とする構成のものがある。
【００４４】
したがって、例えば、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色のＬＥＤを配列する場合には、例えば、上述した第１実施例や第２実施例の構成においては、３つのＬＥＤを交互に配列させる。この場合、例えば上述した図３の例では、上段及び下段のそれぞれにＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれに対して複数のＬＥＤが接続されたドライバＩＣを３つ有することになる。
【００４５】
また、本実施形態では、各色のＬＥＤ毎に予め設定されているＬＥＤに対するばらつき情報や色の違い等に対応させて、隣接する１又は複数のＬＥＤを配列させることが好ましい。具体的には、本実施形態では、例えばＬＥＤ毎に設定されているばらつき情報に基づいて輝度最大分類と輝度最小分類とで交互に配線して輝度制御を行ったり、Ｒ，Ｇ，Ｂ等のようにそれぞれ色の違うＬＥＤを交互に配線して輝度制御を行ったりすることができる。
【００４６】
ここで、上述したＬＥＤに対するばらつき情報には、例えば定常ばらつき、温度変動ばらつき、経時変化ばらつき等が考えられる。定常ばらつきは、部品レベルの製造ばらつきであり、色毎にある程度の範囲が決まっている。また、温度変動ばらつきは、周囲の温度の変動により生じるばらつきである。更に経時変化ばらつきは、時間の経過と共に生じる劣化によるばらつきである。
【００４７】
本実施形態では、上述したばらつき情報に対応させて、交互配線方式等によりドライバＩＣから各ＬＥＤへ供給する電流を配置分散させることで輝度ばらつきの分布をパネル全体に均等に分散させることができる。なお、本実施形態における交互配線は、異なる色はもちろんのこと、同一色であってもばらつき情報に違いがあれば、その違いに対応させて同一のばらつきが予め設定さされた数以上隣接して配置されないように調整することが好ましい。
【００４８】
なお、本実施形態においては、同一配線されるＬＥＤの数も本発明においては特に限定されるものではなく、例えばＬＣＤパネル２１とバックライトＬＥＤ２２との特性や、ＬＣＤパネル２１の画面サイズや形状、バックライト制御の内容に応じて設定することができる。したがって、例えば、同一色である複数のＬＥＤについても１つのドライバＩＣを用いて配線されなくてもよく、複数のドライバＩＣを用いて各ドライバＩＣが所定数毎に同一色のＬＥＤを結線し、制御してもよい。
【００４９】
＜高耐圧ドライバＩＣ＞
なお、本実施形態では、ドライバＩＣを高耐圧にすることで、ドライバＩＣ自体の数を削減することもでき、配線構成等を簡略化することができる。上述したようにＬＣＤパネル２１のバックライトに複数のＬＥＤを直列に接続して複数のＬＥＤに対して駆動制御（例えば、点灯や消灯等）を行う場合、低圧ドライバＩＣを用いると少ない数のＬＥＤした制御できないため、ＬＣＤパネル２１のバックライトに相当するＬＥＤの数を駆動制御するために多くのドライバＩＣが必要になる。なお、複数のドライバＩＣを使うとＩＣ間のばらつきによりＬＥＤに流れる電流ばらつきが発生し、輝度ムラが起こったり、経年変化や温度ドリフト等でばらつき要因が拡大し、更なる輝度のばらつきを増大させることになる。
【００５０】
そのため、本実施形態では、高耐圧のドライバＩＣを数少なく使用して常に安定した一定の電流を各ＬＥＤに供給させる。なお、通常は、ドライバＩＣの耐圧の値によってＬＥＤを駆動する数が決定され、例えばＬＥＤ１個の耐圧は約３Ｖであり、１０個を直列接続した場合にはで約３０Ｖ、２０個を直列接続した場合には約６０Ｖの耐圧ドライバＩＣが必要となる。したがって、本実施形態におけるドライバＩＣは、約５０個のＬＥＤを直列接続した場合の約１５０Ｖや、１００個のＬＥＤを直列接続した場合の約３００Ｖの電圧値に耐えうる高耐圧ドライバＩＣを用いるのが好ましい。なお、耐圧値については、本発明においてはこれに限定されるものではない。
【００５１】
上述したように本実施形態によれば、複数のＬＥＤと、そのＬＥＤを駆動させるドライバＩＣとを接続する場合に、隣り合ったＬＥＤを連結して接続せず、固有の輝度干渉を避けるために、複数のＬＥＤドライバと複数のＬＥＤとを交互に接続することで、安定した一定の電流をバックライトに供給してバックライトの輝度ムラを防止することができる。また、本実施形態では、交互配線方式でＬＥＤドライバから各ＬＥＤへ供給する電流を配置分散させることで輝度ばらつきの分布をパネル全体に均等に分散させることができる。
【００５２】
また、本実施形態では、交互配線方式により少ないドライバＩＣを使用しながら効率よく輝度ムラを抑えることができる。更に、本実施形態では、高耐圧のドライバＩＣを用いてＬＥＤを一括制御することで、常に安定した一定の電流を各ＬＥＤに供給して輝度ムラを更に低減させることができる。
【００５３】
ここで、上述した本実施形態ではＬＣＤパネル２１の上下にＬＥＤが配列されていたが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、ＬＣＤパネル２１の左右又は裏面全体にバックライトのＬＥＤが設けられていてもよい。
【００５４】
＜ＬＥＤバックライト配置例＞
次に、上述したＬＥＤバックライトの配置例について図を用いて説明する。図４は、ＬＥＤバックライトの配置例を説明するための図である。
【００５５】
図４（ａ）〜（ｅ）に示すように、例えば表示手段であるＬＣＤパネル３１には、上述した複数のＬＥＤが所定の位置に配置された素子ブロック３２が所定の位置に設けられている。なお、図４（ａ）〜（ｅ）に示すＬＥＤは、それぞれ上述した第１実施例や第２実施例等に示すような本実施形態における配線にて接続されている。
【００５６】
具体的には、ＬＣＤパネル３１に対して上側に素子ブロック３２を配置してもよく（図４（ａ））、またＬＣＤパネル３１に対して上下に素子ブロック３２−１，３２−２を配置してもよい（図４（ｂ））。更に、他の実施例としては、ＬＣＤパネル３１に配置された左サイドや右サイドの一方のサイドに素子ブロック３２を配置してもよく（図４（ｃ）では左サイド）、また左右両サイドに素子ブロック３２−１，３２−２を配置してもよく（図４（ｄ））、更には、上述したようにＬＣＤパネル３１の裏面に素子ブロック３２を所定数並べて配置してもよい（図４（ｅ））。
【００５７】
なお、本発明においては、上述したバックライト配置例に限定されるものではなく、例えば、上下左右等に配置したり、上述の例のうち複数を組み合わせた配置例にしてもよい。また、上述した素子ブロック３２は、例えば入力された映像信号から得られるＡＰＬ（Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｌｅｖｅｌ：平均輝度レベル）検出、輝度ヒストグラム検出、色ヒストグラム検出、周波数ヒストグラム検出の少なくとも１つの検出結果に応じて所定の大きさのブロック単位に分割することができる。なお、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば予め設定されたブロック単位に分割してもよい。
【００５８】
また、本実施形態では、上述した素子ブロック３２に直列接続された複数のＬＥＤのうち、少なくとも１つのＬＥＤが使用による寿命等により、点灯しない等の欠陥が生じた場合、他のＬＥＤに対して影響がでないようにするため、欠陥ＬＥＤがある場合には、バイパス駆動制御を行うこともできる。
【００５９】
＜ブロック情報について＞
次に、複数の発光素子（ＬＥＤ等）が直列に配列された素子ブロック情報について図を用いて説明する。図５は、本実施形態におけるブロック情報の一例を示す図である。なお、図５では、ＬＣＤバックライト用のＬＥＤについて示している。
【００６０】
図５（ａ），（ｂ）に示す例では、所定の画面表示領域にＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれの素子（エレメント）４１ｒ，４１ｇ，４１ｂが存在し、これらの素子は、マルチ結線又はポイント結線によりドライバＩＣ等を接続されている。
【００６１】
また、図５の例では、各色の素子４１ｒ，４１ｇ，４１ｂにより組（ｃｅｌｌ）が構成される。また、図５の例では、複数の組からなる素子ブロック４２を構成し、更に複数の素子ブロック４２が所定の位置に所定数配置されて、輝度補正を行う輝度ブロック４３が構成される。なお、本実施形態においては、ブロックの数や配置例を図５（ａ），（ｂ）に示しているが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、ＬＣＤパネル３１の画面サイズ等に応じて適宜設定される。
【００６２】
また、図５（ａ）、（ｂ）に示すバックライトは、ＬＣＤパネルの裏面に設置されるトップタイプ（Ｔｏｐ Ｔｙｐｅ）の構成であるが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば上述した図４に示すように、ＬＣＤパネル３１の画面の下側やサイドの一方（右側、左側）又は両サイドに配置されるエッジタイプ（Ｅｄｇｅ Ｔｙｐｅ）の構成であってもよい。
【００６３】
また、本実施形態においては、上述した第１実施例や第２実施例に示すような配線方式を実現する。例えば、図５（ａ）の場合には、ＬＣＤパネル３１の裏面に輝度ブロック４３−１〜４３−６が所定の位置で配列され、各輝度ブロック４３には、複数の素子ブロック４２−１〜４２−４が形成されている。そのため、本実施形態では、上述した各輝度ブロック４３毎又は素子ブロック４２毎に、所定数からなる同一色のＬＥＤ等を交互配線することができる。
【００６４】
また、図５（ｂ）についても同様に、ＬＣＤパネル３１のバックライトについて、輝度ブロック４３−１〜４３−１２に対し、各輝度ブロック４３には、複数のＬＥＤが配列された複数の素子ブロック４２−１〜４２−３が形成されているため、輝度ブロック毎又は素子ブロック毎に、同一色毎に所定数のＬＥＤを交互配線することができる。
【００６５】
つまり、本実施形態では、同一のドライバＩＣに接続されているＬＥＤが所定数以上、隣接して配置されることがないように、上述したマルチ結線やポイント結線等を用いて、上述した第１実施例や第２実施例に示すような交互配線を行うことで輝度ムラを低減させることができる。
【００６６】
＜バックライト装置を備えた表示装置について＞
次に、上述したバックライト装置１０を備えた表示装置の構成例について、図を用いて説明する。
【００６７】
図６は、本実施形態におけるバックライト装置を備えた表示装置の機能構成の一例を示す図である。図６に示す表示装置５０は、映像処理手段５１と、映像情報分析手段５２と、ブロック情報取得手段５３と、ブロック単位制御手段５４と、バックライト駆動制御手段５５と、バックライト手段５６と、バックライト輝度補正手段５７と、タイミング制御手段５８と、表示手段５９とを有するよう構成されている。なお、本実施形態では、例えばバックライト駆動制御手段５５やバックライト手段５６が上述したバックライト装置に相当するものである。
【００６８】
映像処理手段５１は、入力される映像信号が圧縮符号化されている場合には、その信号の復号化を行ったり、限定受信放送等によりスクランブル化等の暗号化処理されている場合には、予め設定された鍵情報等を用いて復号化（デスクランブル化）を行う。つまり、映像処理手段５１は、後段の各構成で映像信号に対する処理が可能となり、表示手段５９から映像が表示できるように、入力された映像信号を適宜変換する。また、映像処理手段５１は、入力された信号を映像情報分析手段５２、及びバックライト輝度補正手段５７に出力する。
【００６９】
映像情報分析手段５２は、映像処理手段５１により入力された映像信号に対して、例えばＡＰＬ検出、輝度ヒストグラム検出、色ヒストグラム検出（色相、色飽和度）、及び、周波数ヒストグラム検出等のうち、少なくとも１つの情報を検出し、検出した情報から映像情報の分析を行う。つまり、映像情報分析手段５２により、映像（画像）に対するヒストグラム情報やプロファイル情報等を取得することができるため、これらの情報に基づいて映像等に対応させた適切なバックライトの輝度制御を行う。また、映像情報分析手段５２は、分析された結果をブロック情報取得手段５３に出力する。
【００７０】
ブロック情報取得手段５３は、映像情報分析手段５２により得られる分析結果と、予め設定される映像信号に対する制御信号に基づいて、ブロック単位あたりの大きさ（画素数、インチ等）等を設定する。このように、ブロック単位の大きさを映像情報等から設定することにより、映像情報に対応させてブロック単位のバックライト制御を行うことができる。
【００７１】
なお、本実施形態において、所定のブロック単位に分割する場合には、その分割可能な数として、例えば映像の画素単位や２×２ピクセル、４×４ピクセル、１６×１６ピクセル等のように、正方形ブロック毎にブロックを分割することができるが、本発明においてはこれに限定されるものではない。
【００７２】
また、ブロック情報取得手段５３における処理実行のタイミングは、例えば、外部からの制御信号の入力のタイミングで実行してもよく、また予め設定された制御情報に基づいて映像情報分析手段５２により分析結果の情報が入力されたタイミングで実行してもよい。また、ブロック情報取得手段５３は、取得したブロック情報をブロック単位制御手段５４に出力する。
【００７３】
ブロック単位制御手段５４は、ブロック情報取得手段５３により得られるブロック情報に基づいて、映像信号に対応するブロック毎にバックライトの輝度を制御するため、例えば、各ブロック単位でオフセット（Ｏｆｆ−ｓｅｔ）制御や非線形補正等を行う。また、ブロック単位制御手段５４は、入力された映像信号に対する各ブロック単位の輝度制御情報に対応させてＰＷＭ等によるパルス変調処理を行って制御信号を生成する。なお、本実施形態における制御信号は、例えば、直列に接続された複数のドライバＩＣ毎に個別の駆動制御を行わせるため、アドレス情報と制御データからなる駆動制御情報を含んでいてもよい。
【００７４】
ブロック単位制御手段５４は、上述したドライバＩＣ１３に対して、所定のタイミングで所定のＬＥＤに対して輝度を制御する輝度制御情報をバックライト駆動制御手段５５に出力する。また、ブロック単位制御手段５４は、上述した輝度制御情報をバックライト輝度補正手段５７に出力する。更に、ブロック単位制御手段５４は、上述した各ブロック単位のオフセット制御情報や非線形補正情報をバックライト駆動制御手段５５及びバックライト輝度補正手段５７に出力する。
【００７５】
バックライト駆動制御手段５５は、ブロック単位制御手段５４により得られるブロック毎の輝度制御情報やオフセット制御情報、非線形補正情報等に対応させて、各ブロック位置に対応するバックライトの駆動制御を行い、所定のタイミングでバックライト手段５６のＬＥＤを点灯させる。なお、上述したドライバＩＣ１３は、バックライト駆動制御手段５５に含まれる。また、バックライト駆動制御手段５５は、例えば、複数のドライバＩＣが直列に接続されている場合には、全ドライバＩＣに対して上述した制御信号を出力し、各ドライバＩＣは、その制御信号に対し、予め設定された自己のアドレス情報が含まれているか否かを検索し、自己のアドレス情報が存在した場合に、そのアドレス情報に対応して付与されている制御内容に基づいて駆動制御を実行する。
【００７６】
また、本実施形態におけるバックライト駆動制御手段５５は、タイミング制御手段５８により表示手段５９から出力される映像信号と同期させてバックライトを駆動させるように、タイミング制御手段５８からのクロック信号に基づいて、タイミング制御によりＬＥＤを駆動するための制御信号をバックライト手段５６に出力することができる。
【００７７】
ここで、バックライトは、通常、ＬＣＤに設けられているＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３つの色のＬＥＤ素子等に対応させて、それぞれ対に設けられている。そのため、画素毎の調整は、ＬＥＤ素子毎に行うことが望ましいが、その場合にはコストや処理時間がかかってしまう。そこで、本実施形態では、所定のブロック単位で処理を行う。これにより、コストの削減と効率化を実現することができる。
【００７８】
バックライト駆動制御手段５５は、各ブロックに対応するそれぞれの制御信号をバックライト手段５６に出力する。バックライト手段５６は、設定された各ブロックに対応するそれぞれの駆動制御信号に基づいて、各ブロックの所定の位置にあるＬＥＤをそれぞれに設定された所定の輝度制御により所定の輝度レベルで点灯させ、その光をバックライトとして表示手段５９の画面に照射させる。
【００７９】
バックライト輝度補正手段５７は、ブロック単位制御手段５４により得られる輝度制御情報、オフセット制御情報、非線形補正情報に基づいて、映像処理手段５１により得られる映像信号に対して、バックライトに対する駆動制御情報を用いた輝度補正を行う。つまり、バックライト輝度補正手段５７は、ブロック単位のディミング制御情報を逆補正してトリミングし、映像信号側にフィードバックする。
【００８０】
ここで、バックライトは、例えば表示手段５９の裏面等に位置し、輝度制御用のブロック単位で動作している。また、バックライトの動作は、映像信号の解像度に及ばない低解像度の輝度動作である。そのため、本実施形態によれば、映像信号の輝度解像度との差が生じるといったブロック輝度干渉妨害を防止することができ、ユーザに見易くて最適な映像を表示手段５９のディスプレイ画面に表示することができる。また、バックライトは、上述したＬＥＤ等の発光素子を複数用いて、上述した第１実施例又は第２実施例に示すような交互配線により結線されている。これにより、輝度ムラを低減させることができる。
【００８１】
また、バックライト輝度補正手段５７は、オフセット制御情報及び非線形補正情報により映像信号の補正を行うことで、バックライトのインパルス制御機能等と共に輝度、コントラスト、色等の制御を行うことができる。
【００８２】
なお、本実施形態において、バックライト輝度補正手段５７は、輝度ブロックの構成により映像信号側にフィードバックさせる情報が変化し、更に表示手段５９の輝度透過率等によっても補正量を適切に調整する必要がある。その場合には、例えば予め設定された輝度透過率検出用カメラ等を用いて検出された結果を用いてフィードバックさせる情報を自動的に調整することができる。バックライト輝度補正手段５７は、上述した処理等により補正された映像信号をタイミング制御手段５８に出力する。
【００８３】
タイミング制御手段５８は、バックライト輝度補正手段５７により得られる映像信号を表示手段５９の画面の水平方向、垂直方向に合わせて表示する時間の制御を行い、表示手段５９の一面に表示される画像情報を生成し、生成された画像を表示手段５９に出力する。
【００８４】
更に、タイミング制御手段５８は、画面に表示する映像と同期してバックライト手段５６によるバックライトを点灯させるために、バックライト駆動制御手段５５に対し、映像信号を表示手段５９に出力したタイミングに対応させて、その映像信号に対応するバックライトを点灯させるタイミング制御信号をバックライト駆動制御手段５５に出力する。
【００８５】
これにより、表示手段５９による映像出力と、バックライト手段５６による当該映像に対応したバックライト出力とを同期させることができる。
【００８６】
表示手段５９は、タイミング制御手段５８にて生成された映像情報を画面に表示する。なお、表示手段５９としては、例えばＬＣＤパネル等を用いることができるが本発明においてはこれに限定されるものではない。
【００８７】
上述した構成により、本実施形態では、ＬＣＤパネル等の表示手段５９のバックライトを、映像コンテンツに連動させて動的（Ｄｙｎａｍｉｃ）に動作させることができ、よりハイコントラストな映像を提供することができる。
【００８８】
つまり、本実施形態に示す表示装置５０によれば、表示手段５９に表示される映像コンテンツ等に対応させてバックライト装置の輝度を補正することができ、映像コンテンツに応じた最適なバックライト制御を行うことができる。したがって、ＬＣＤバックライトでの様々なディミング動作を行うときに発生する映像信号への輝度干渉妨害を改善することができ、ディミング動作をより最適な動作にすることができる。
【００８９】
また、本実施形態では、従来のＡＰＬ検出によって処理される基準輝度制御の他に、輝度ヒストグラム検出等により最適輝度制御が実現でき、例えば、色ヒストグラム検出を行うことで、最適なホワイトバランス（Ｗｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅ）制御等によるＲＧＢに対するＬＥＤバックライト制御を行うことができる。つまり、本実施形態では、各種ヒストグラムの検出結果のみを用いてバックライト輝度制御を行ってもよく、またＡＰＬの検出結果と各種ヒストグラムの検出結果とを組み合わせてバックライト輝度制御を行ってもよい。
【００９０】
＜バックライト装置の他の適用例＞
なお、上述した本実施形態におけるバックライト装置は、ＴＶ等の表示装置として用いられるだけでなく、例えば照明や電子看板、その他の各種ディスプレイ等にも広く適用することができる。つまり、本実施形態におけるバックライト装置は、ＬＥＤ等の発光素子を駆動させることができる機器全般に適用することができる。そこで、以下にバックライト装置の他の適用例について図を用いて説明する。
【００９１】
図７は、本実施形態におけるバックライト装置を備えた他の適用例を説明するための図である。なお、図７（ａ）は、本実施形態におけるバックライト装置を照明装置に適用した例を示し、図７（ｂ）は、本実施形態におけるバックライト装置を電子看板システムに適用した例を示している。
【００９２】
図７（ａ）に示す照明装置６０は、一例としてＬＥＤランプを示している。具体的に説明すると、照明装置６０は、ランプ本体６１内に複数のＬＥＤ６２−１，６２−２が所定の個数毎に直列に接続され、直列に接続された各ＬＥＤ群は、照明方向に適した所定位置に配置されている。なお、各ＬＥＤ群は、上述した発光素子ブロックとして構成されていてもよい。
【００９３】
また、直列に接続された複数のＬＥＤ６２−１，６２−２は、図７（ａ）に示すように対応するドライバＩＣ（ＬＥＤ駆動制御手段）６３−１，６３−２と接続されている。したがって、ドライバＩＣ６３−１，６３−２は、それぞれ担当するＬＥＤ６２−１，６２−２毎に駆動制御を行う。また、コントロールＩＣ６４（主制御手段）は、各ドライバＩＣ６３−１，６３−２に対して、それぞれ個別に担当するＬＥＤ駆動制御を行わせるための制御データを生成し、生成した制御データとドライバＩＣを識別するアドレス情報等とを組み合わせた駆動制御情報を含む制御信号を生成する。
【００９４】
ここで、各ドライバＩＣ６３−１，６３−２は、図７（ａ）に示すように直列に連結されている。そのため、コントロールＩＣ６４は、上述した制御信号をドライバＩＣ６３−１からドライバＩＣ６３−２に伝送させることで、各ドライバは、制御信号に含まれるアドレス情報を参照し、各ドライバＩＣに予め割り当てられているアドレス情報と照合して一致する場合に、その制御データを用いた駆動制御を行う。なお、直列に連結されるドライバＩＣの数は、これに限定されるものではなく、例えば照明装置６０の大きさや形状等に対応させて設定することができる。
【００９５】
また、図７（ｂ）に示す電子看板システム７０は、一例として１台のＰＣ７１と複数の電子看板７２（図７（ｂ）の例では、電子看板７２−１，７２−２）とを有するよう構成されている。また、ＰＣ７１と複数の電子看板７２とは、インターネット等に代表される通信ネットワーク７３を介してデータの送受信が可能な状態で接続されている。
【００９６】
図７（ｂ）に示す電子看板システム７０では、管理者等によりＰＣ７１を用いて作成、編集がされた商品説明や企業名等を紹介するためのコンテンツ等を、通信ネットワーク７３を介して異なる場所に設置された複数の電子看板７２上に、同時に表示や更新をすることができる。ここで、上述した電子看板７２は、例えば大型の液晶ディスプレイ等を用いており、このような大型の液晶ディスプレイ等においても上述した本実施形態におけるバックライト装置を適用することができる。
【００９７】
例えば、図７（ｂ）に示す電子看板７２において、上述したように、複数のドライバＩＣを直列に連結し、コントロールＩＣにより制御信号を全ドライバＩＣに伝送させるようにする。これにより、電子看板７２は、直列に接続された複数のドライバＩＣがそれぞれ担当するＬＥＤを適切に駆動制御することができる。なお、上述したバックライト装置は、ＰＣ６１の液晶ディスプレイにも同様に適用することができる。
【００９８】
つまり、図７（ａ），（ｂ）に示す例においても、上述したように、直列接続された複数の発光素子を、発光素子毎に設定されるばらつき情報及び／又は色の違いに対応させて所定数毎に交互に配置させることで輝度ムラを低減させることができる。
【００９９】
また、図７（ａ），（ｂ）に示すような本実施形態におけるバックライト装置の他の適用例においてもドライバＩＣの直列配線により製造コストの削減と妨害耐性の向上を実現することができる。また、上述した制御信号を用いることで各ドライバＩＣ毎に適切な駆動制御を実現することができる。
【０１００】
上述したように、本発明によれば、安定した一定の電流をバックライトや照明に供給して輝度ムラを防止するためのバックライト装置、該バックライト装置を備えた表示装置、及び、照明装置を提供することができる。
【０１０１】
なお、本発明におけるバックライト装置は、ＴＶやＰＣの画面、携帯端末、デジタルカメラ等のバックライトを具備する表示画面等の分野に広く適用することができる。
【０１０２】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１０，２０ バックライト装置
１１，２１，３１ ＬＣＤパネル（表示手段、表示画面）
１２，２２，６２ ＬＥＤ（発光素子）
１３，２３，６３ ドライバＩＣ
３２，４２ 素子ブロック
４１ 素子（エレメント）
４３ 輝度ブロック
５０ 表示装置
５１ 映像処理手段
５２ 映像情報分析手段
５３ ブロック情報取得手段
５４ ブロック単位制御手段
５５ バックライト駆動制御手段
５６ バックライト手段
５７ バックライト輝度補正手段
５８ タイミング制御手段
５９ 表示手段
６０ 照明装置
６１ ランプ本体
６２ ＬＥＤ
６４ コントロールＩＣ（主制御手段）
７０ 電子看板システム
７１ ＰＣ
７２ 電子看板
７３ 通信ネットワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライト装置、該バックライト装置を備えた表示装置、及び、照明装置に係り、特にバックライトや照明の輝度ムラを防止するためのバックライト装置、該バックライト装置を備えた表示装置、及び、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、映像や画像を表示する各種ディスプレイ装置において、高画質化や消費電力の改善等の研究が進められている。また、最近のディスプレイ装置としては、特に液晶表示装置（ＬＣＤ；Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）が多く使用されてきている。
【０００３】
一般的に、ＬＣＤは、光を用いてイメージを表示する出力パネルと、光を発生するバックライトユニットとを含んで構成される。ここで、バックライトユニットは、出力パネルのイメージが表示される有効表示領域に光を均一に提供することを主な目的として設計されており、近年ではＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）バックライトが注目されている。なお、ＬＥＤは、最近では照明等にも用いられている。
【０００４】
ＬＥＤを用いたバックライトや照明には、白色ＬＥＤを配列して白色光の照明光を発光する構成のものや、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色のＬＥＤを配列し、これらの３色の光を混色して白色光とする構成のものがある。また、上記白色ＬＥＤには、短波長ＬＥＤに蛍光体を組み合わせて白色を得る方式のものや、青色ＬＥＤに蛍光体を組み合わせて白色を得る方式、或いは青色ＬＥＤに黄色の蛍光体を組み合わせて白色を得る方式のもの等がある。
【０００５】
例えば、従来のバックライト装置では、駆動回路（ドライバＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ））等を用いて、上述したように配列された複数のＬＥＤを一定のタイミングで切り換えて点滅させるように制御することで、ＬＥＤによる電圧損失と電流損失を最小に抑制するようにしている。
【０００６】
ここで、上述したバックライト装置について図を用いて説明する。図１は、従来におけるバックライト装置の一例を示す図である。図１に示すバックライト装置１０は、表示手段としてのＬＣＤパネル１１と、ＬＥＤ１２と、ドライバＩＣ１３とを有するよう構成されている。なお、図１（ａ）については、ＬＣＤパネル１１の上端部及び下端部に複数のＬＥＤ１２−１，１２−２がそれぞれ直列に接続されている。また、ＬＥＤ１２−１，１２−２は、それぞれのＬＥＤに対応して設けられたドライバＩＣ１３−１，１３−２からの電流等により各ＬＥＤに駆動制御が行われる。
【０００７】
具体的には、図１（ａ）に示すドライバＩＣ１３−１，１３−２は、ＬＥＤ１２−１，１２−２に対して各ＬＥＤを駆動するための電流を供給し、ＬＥＤ１２をバックライトとして点灯させる。なお、図１（ａ）の例では、ＬＥＤ１２−１がＬＣＤパネル１１のＡ領域に対するバックライトを行い、ＬＥＤ１２−２がＬＣＤパネル１１のＢ領域に対するバックライトを行う。
【０００８】
また、図１（ａ）に示すようなバックライトの制御は、上述した構成に限定されるものではなく、例えば、図１（ｂ）に示すように４つのドライバＩＣ１３−１〜１３−４を設け、それぞれに対応するＬＥＤ１２−１〜１２−４を個別に駆動させることで、ＬＣＤパネル１１のそれぞれ対応する所定の位置（図１（ｂ）においては、領域Ａ〜Ｄ）のバックライトを点灯させることができる。
【０００９】
しかしながら、図１（ａ），（ｂ）に示すような単純配線方式の構成は、ドライバＩＣとＬＥＤとの接続を単に複数並べて接続しているだけである。また、各ドライバＩＣ１３−１〜１３−４から供給される電流ｉ１〜ｉ４は、装置個々のばらつき等により各電流値が異なるため、ＬＣＤパネル１１の各領域Ａ〜Ｄに輝度ムラが発生しやすい。
【００１０】
そこで、近年では上述した輝度ムラ等を防止するための手法が開示されている（例えば、特許文献１〜３参照）。なお、特許文献１に示されている技術は、所定の配列方向に沿って並べられた複数の発光ダイオード、及びＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）調光を用いて、複数の発光ダイオードの駆動制御を行うＬＥＤ駆動制御部を備えたバックライト装置であって、配列方向で隣接する２つの発光ダイオードに対し、ＰＷＭ調光のオン／オフの位相を互いにずらした状態で、隣接する２つの発光ダイオードを点灯駆動させる。
【００１１】
また、特許文献２に示されている技術は、ＬＥＤから発光された光により被照明体を裏面から照明するようにしたバックライト装置において、複数のＬＥＤを並列に接続したＬＥＤユニットを複数配設してなるＬＥＤバックライト部と、各ＬＥＤユニット毎に設けられ該ＬＥＤユニットに対して定電流を供給する電流制御部とを有し、並列接続されたＬＥＤユニットを構成するＬＥＤを結ぶ直線が、少なくとも屈折する部分を有するようにＬＥＤが配置されている。
【００１２】
更に、特許文献３に示されている技術は、照明装置において、導光板と、導光板の側縁に対向配置されると共に導光板の側縁に沿って並んで設けられた複数の輝度レベルで発光可能な複数の発光素子を有した光源とを備え、発光素子は、同一の輝度レベルの発光素子毎に直列に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００８−１９８４３０号公報
【特許文献２】特開２００７−１０９６９１号公報
【特許文献３】特開２００６−１２７７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上述した特許文献に示されている手法においても、図１に示すように、複数のドライバＩＣを用いて直列に並べた構成では、ドライバ装置個々のばらつき等による電流の変化があった場合にＬＥＤ電流も変化するため、輝度ムラを完全に解消することができない。
【００１５】
したがって、本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、安定した一定の電流をバックライトや照明設備等に供給してバックライトや照明の輝度ムラを防止するためのバックライト装置、該バックライト装置を備えた表示装置、及び、照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した課題を解決するために、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するための手段を採用している。
【００１７】
請求項１に記載された発明は、表示画面（２１）のバックライトとして所定の位置に配置させた複数の発光素子を駆動させるバックライト装置（２０，３０）において、前記複数の発光素子に電流を供給して前記発光素子毎の駆動を制御する駆動制御手段（２３）を有し、前記駆動制御手段（２３）には、前記複数の発光素子（２２）が直列接続され、前記直列接続された複数の発光素子（２２）は、発光素子（２２）毎に設定されるばらつき情報及び／又は色の違いに対応させて所定数毎に交互に配置させることを特徴とする。
【００１８】
請求項２に記載された発明は、前記複数の発光素子（２２）は、前記表示画面（２１）の上下端、左右端、及び裏面のうち、少なくとも１つの領域に配置させることを特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載された発明は、前記表示画面（２１）に対して、複数の発光素子からなる素子ブロック（３２，４２）又は該素子ブロック（３２，４２）が複数配列された輝度ブロック（４３）が設定され、設定された前記素子ブロック（３２，４２）毎又は前記輝度ブロック（４３）毎に交互に配置されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項４に記載された発明は、請求項１乃至３の何れかに記載のバックライト装置（２０，３０）と、前記バックライト装置（２０，３０）により照明される表示手段（５９）とを有し、前記表示手段（５９）に表示される映像に対応させて前記バックライト装置（２０，３０）の輝度を補正することを特徴とする表示装置（５０）である。
【００２１】
請求項５に記載された発明は、前記表示手段（５９）に表示するために入力される映像信号をフレーム毎に所定のブロックに分割し、該ブロック毎の映像情報を取得するブロック情報取得手段（５３）と、前記ブロック情報取得手段（５３）により分割された各ブロック単位にバックライトの輝度を補正するための制御を行うブロック単位制御手段（５４）とを有し、前記バックライト装置（２０，３０）は、前記ブロック単位制御手段（５４）により得られる輝度制御情報に基づいて、前記表示手段（５９）に対してブロック毎のバックライトの駆動制御を行うことを特徴とする。
【００２２】
請求項６に記載された発明は、前記バックライトに対する前記輝度制御情報に基づいて、入力される映像信号に対する補正を行うバックライト輝度補正手段（５７）を有し、前記バックライト輝度補正手段（５７）により得られる映像信号を前記表示手段（５９）により表示することを特徴とする。
【００２３】
請求項７に記載された発明は、複数の発光素子（６２）から発光された光により照明する照明装置（６０）において、前記複数の発光素子（６２）に電流を供給して前記発光素子毎の駆動を制御する駆動制御手段（６３）を有し、前記駆動制御手段（６３）には、前記複数の発光素子（６２）が直列接続され、前記直列接続された複数の発光素子（６２）は、発光素子（６２）毎に設定されるばらつき情報及び／又は色の違いに対応させて所定数毎に交互に配置させることを特徴とする。
【００２４】
なお、上記参照符号は、あくまでも参考であり、これによって、本願発明が図示の態様に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、安定した一定の電流をバックライトや照明に供給して輝度ムラを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来におけるバックライト装置の一例を示す図である。
【図２】バックライト装置の第１実施例を示す図である。
【図３】バックライト装置の第２実施例を示す図である。
【図４】ＬＥＤバックライトの配置例を説明するための図である。
【図５】本実施形態におけるブロック情報の一例を示す図である。
【図６】本実施形態におけるバックライト装置を備えた表示装置の機能構成の一例を示す図である。
【図７】本実施形態におけるバックライト装置を備えた他の適用例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
＜本発明について＞
本発明は、バックライトや照明における配線方式を、単純配線方式から輝度ムラが生じ難い交互配線（クロス配線）方式に変えることで発光素子（例えば、ＬＥＤ等）単体の輝度ばらつきを散らす効果によりパネル全体の輝度ムラを軽減する。また、本発明は、交互配線方式で発光素子を駆動させる駆動制御手段（例えば、ドライバＩＣ等）から各発光素子へ供給する電流を配置分散させることで輝度ばらつきの分布をパネル全体に均等に分散させる。更に、本発明では、ドライバＩＣの数と複数の発光素子を有する素子ブロックの構成等で輝度ばらつきを吸収する任意の交互配線を行うこともできる。
【００２８】
以下に、上述した特徴を実現するための本発明におけるバックライト装置、該バックライト装置を備えた表示装置、及び、照明装置を好適に実施した形態について図面等を用いて説明する。なお、以下に示す実施形態の例では、発光素子としてＬＥＤを用いることとし、また表示手段の一例としてＬＣＤを用いることとするが、本発明においてはこれに限定されるものではない。また、以下に示す実施形態では、主に映像信号をディスプレイ等の表示手段に出力する際の輝度制御について説明するが、本発明に置いてはこれに限定されるものではなく画像等も含まれるものとする。
【００２９】
＜バックライト装置の概略構成例＞
ここで、バックライト装置の概略構成例について、以下に説明する。
【００３０】
＜第１実施例：上下交互配線方式＞
図２は、バックライト装置の第１実施例を示す図である。図２に示すバックライト装置２０は、表示手段としてのＬＣＤパネル２１と、発光素子としてのＬＥＤ２２−１，２２−２と、駆動制御手段としてのドライバＩＣ２３−１，２３−２とを有するように構成されている。なお、図２では、上下交互配線の例を示している。
【００３１】
バックライト装置２０は、ドライバＩＣ２３と複数のＬＥＤ２２とが交互配線方式により接続されている。具体的には図２に示すように、複数のＬＥＤ２２−１，２２−２には、ドライバＩＣ毎にそれぞれ同一色からなる複数のＬＥＤが接続されている。また、同一のドライバＩＣ２３に接続された複数のＬＥＤは、バックライトの構成において、ＬＣＤパネル２１の上段及び下段にバックライト用のＬＥＤを配列させる際、上段と下段とを交互に直列配置する。
【００３２】
なお、図２の例では、ＬＥＤを交互にするタイミングは、１ＬＥＤ毎にしているが、本発明においてはこの限りではなく、例えば２ＬＥＤ毎や３ＬＥＤ毎のように、予め設定された複数のＬＥＤの数毎に上下に配列させて接続してもよい。
【００３３】
＜第２実施例：隣接交互配線方式＞
ここで、上述した第１実施例におけるＬＥＤの配線方式の場合には、輝度ムラを解消することができるが、図２に示すように上段及び下段に交互に配置させてＬＥＤを配線するため、ＬＣＤパネルの裏面に往復させて配線する必要が生じる。そのため、配線コストがかかってしまう可能性がある。そこで、上記の内容を踏まえた実施例を第２実施例として以下に説明する。
【００３４】
図３は、バックライト装置の第２実施例を示す図である。図３に示すバックライト装置３０は、ＬＣＤパネル２１と、ＬＥＤ２２−１〜２２−４と、ドライバＩＣ２３−１〜２３−４とを有するように構成されている。なお、図３では、隣接交互配線の例を示している。
【００３５】
図３に示すバックライト装置３０は、図３に示すＬＣＤパネル２１に対し、パネルの上段及び下段のＬＥＤ群に対し、それぞれ複数のドライバＩＣを用いて上段及び下段のみのＬＥＤに対して交互配線方式を適用している。
【００３６】
つまり、第２実施例では、ＬＣＤパネル２１の上段にドライバＩＣ２３−１，２３−２を有し、下段にドライバＩＣ２３−３，２３−４を有している。
【００３７】
ドライバＩＣ２３−１，２３−２は、それぞれがＬＣＤパネル２１の上段に配置された対応するＬＥＤ２２−１，２２−２と接続されている。また、ＬＥＤ２２−１とＬＥＤ２２−２とは、ＬＣＤパネル２１の上段において交互配線されている。
【００３８】
また、複数のＬＥＤ２２−１は同一色であり、複数のＬＥＤ２２−２も同一色である。したがって、配線されたＬＥＤ間の特性の違いによる誤差を最小限に抑えることができ、輝度ムラをより防止することができる。
【００３９】
また同様に、ドライバＩＣ２３−３，２３−４は、それぞれが、ＬＣＤパネル２１の下段に配置された対応するＬＥＤ２２−３，２２−４と接続されている。また、ＬＥＤ２２−３と２２−４とは、ＬＣＤパネル２１の下段において交互配線されている。
【００４０】
また、複数のＬＥＤ２２−３は同一色であり、複数のＬＥＤ２２−４も同一色である。したがって、配線されたＬＥＤ間の特性の違いによる誤差を最小限に抑えることができ、輝度ムラをより防止することができる。
【００４１】
なお、第２実施例の場合にも上述した第１実施例と同様に配線が異なるＬＥＤを交互に配置されているが、その交互配線は、１ＬＥＤ毎ではなく、例えば２ＬＥＤ毎や３ＬＥＤ毎のように、予め設定された複数のＬＥＤの数毎に上段又は下段に配列させて接続してもよい。
【００４２】
なお、上述した上下交互配線や隣接交互配線の他にも、例えば、予め設定された配列パターンを用いた交互配線方式を用いてもよく、ランダムに配置されるランダム配置方式を用いることができる。例えば、ユーザが重み視聴するＬＣＤパネル２１の中心を含む所定の領域のみに上下交互配線や隣接交互配線を行い、それ以外の領域（外枠領域）には、通常の直列配線等を行ったり、ＬＣＤパネルの大きさや形状に応じて配線コスト等が低減されるように上下交互配線や隣接交互配線を組み合わせて使用することができる。
【００４３】
＜ＬＥＤの構成について＞
ここで、ＬＥＤバックライトは、上述したように、白色ＬＥＤを配列して白色光の照明光を発光する構成のものや、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色のＬＥＤを配列し、これらの３色の光を混色して白色光とする構成のものがある。
【００４４】
したがって、例えば、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色のＬＥＤを配列する場合には、例えば、上述した第１実施例や第２実施例の構成においては、３つのＬＥＤを交互に配列させる。この場合、例えば上述した図３の例では、上段及び下段のそれぞれにＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれに対して複数のＬＥＤが接続されたドライバＩＣを３つ有することになる。
【００４５】
また、本実施形態では、各色のＬＥＤ毎に予め設定されているＬＥＤに対するばらつき情報や色の違い等に対応させて、隣接する１又は複数のＬＥＤを配列させることが好ましい。具体的には、本実施形態では、例えばＬＥＤ毎に設定されているばらつき情報に基づいて輝度最大分類と輝度最小分類とで交互に配線して輝度制御を行ったり、Ｒ，Ｇ，Ｂ等のようにそれぞれ色の違うＬＥＤを交互に配線して輝度制御を行ったりすることができる。
【００４６】
ここで、上述したＬＥＤに対するばらつき情報には、例えば定常ばらつき、温度変動ばらつき、経時変化ばらつき等が考えられる。定常ばらつきは、部品レベルの製造ばらつきであり、色毎にある程度の範囲が決まっている。また、温度変動ばらつきは、周囲の温度の変動により生じるばらつきである。更に経時変化ばらつきは、時間の経過と共に生じる劣化によるばらつきである。
【００４７】
本実施形態では、上述したばらつき情報に対応させて、交互配線方式等によりドライバＩＣから各ＬＥＤへ供給する電流を配置分散させることで輝度ばらつきの分布をパネル全体に均等に分散させることができる。なお、本実施形態における交互配線は、異なる色はもちろんのこと、同一色であってもばらつき情報に違いがあれば、その違いに対応させて同一のばらつきが予め設定さされた数以上隣接して配置されないように調整することが好ましい。
【００４８】
なお、本実施形態においては、同一配線されるＬＥＤの数も本発明においては特に限定されるものではなく、例えばＬＣＤパネル２１とバックライトＬＥＤ２２との特性や、ＬＣＤパネル２１の画面サイズや形状、バックライト制御の内容に応じて設定することができる。したがって、例えば、同一色である複数のＬＥＤについても１つのドライバＩＣを用いて配線されなくてもよく、複数のドライバＩＣを用いて各ドライバＩＣが所定数毎に同一色のＬＥＤを結線し、制御してもよい。
【００４９】
＜高耐圧ドライバＩＣ＞
なお、本実施形態では、ドライバＩＣを高耐圧にすることで、ドライバＩＣ自体の数を削減することもでき、配線構成等を簡略化することができる。上述したようにＬＣＤパネル２１のバックライトに複数のＬＥＤを直列に接続して複数のＬＥＤに対して駆動制御（例えば、点灯や消灯等）を行う場合、低圧ドライバＩＣを用いると少ない数のＬＥＤした制御できないため、ＬＣＤパネル２１のバックライトに相当するＬＥＤの数を駆動制御するために多くのドライバＩＣが必要になる。なお、複数のドライバＩＣを使うとＩＣ間のばらつきによりＬＥＤに流れる電流ばらつきが発生し、輝度ムラが起こったり、経年変化や温度ドリフト等でばらつき要因が拡大し、更なる輝度のばらつきを増大させることになる。
【００５０】
そのため、本実施形態では、高耐圧のドライバＩＣを数少なく使用して常に安定した一定の電流を各ＬＥＤに供給させる。なお、通常は、ドライバＩＣの耐圧の値によってＬＥＤを駆動する数が決定され、例えばＬＥＤ１個の耐圧は約３Ｖであり、１０個を直列接続した場合にはで約３０Ｖ、２０個を直列接続した場合には約６０Ｖの耐圧ドライバＩＣが必要となる。したがって、本実施形態におけるドライバＩＣは、約５０個のＬＥＤを直列接続した場合の約１５０Ｖや、１００個のＬＥＤを直列接続した場合の約３００Ｖの電圧値に耐えうる高耐圧ドライバＩＣを用いるのが好ましい。なお、耐圧値については、本発明においてはこれに限定されるものではない。
【００５１】
上述したように本実施形態によれば、複数のＬＥＤと、そのＬＥＤを駆動させるドライバＩＣとを接続する場合に、隣り合ったＬＥＤを連結して接続せず、固有の輝度干渉を避けるために、複数のＬＥＤドライバと複数のＬＥＤとを交互に接続することで、安定した一定の電流をバックライトに供給してバックライトの輝度ムラを防止することができる。また、本実施形態では、交互配線方式でＬＥＤドライバから各ＬＥＤへ供給する電流を配置分散させることで輝度ばらつきの分布をパネル全体に均等に分散させることができる。
【００５２】
また、本実施形態では、交互配線方式により少ないドライバＩＣを使用しながら効率よく輝度ムラを抑えることができる。更に、本実施形態では、高耐圧のドライバＩＣを用いてＬＥＤを一括制御することで、常に安定した一定の電流を各ＬＥＤに供給して輝度ムラを更に低減させることができる。
【００５３】
ここで、上述した本実施形態ではＬＣＤパネル２１の上下にＬＥＤが配列されていたが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、ＬＣＤパネル２１の左右又は裏面全体にバックライトのＬＥＤが設けられていてもよい。
【００５４】
＜ＬＥＤバックライト配置例＞
次に、上述したＬＥＤバックライトの配置例について図を用いて説明する。図４は、ＬＥＤバックライトの配置例を説明するための図である。
【００５５】
図４（ａ）〜（ｅ）に示すように、例えば表示手段であるＬＣＤパネル３１には、上述した複数のＬＥＤが所定の位置に配置された素子ブロック３２が所定の位置に設けられている。なお、図４（ａ）〜（ｅ）に示すＬＥＤは、それぞれ上述した第１実施例や第２実施例等に示すような本実施形態における配線にて接続されている。
【００５６】
具体的には、ＬＣＤパネル３１に対して上側に素子ブロック３２を配置してもよく（図４（ａ））、またＬＣＤパネル３１に対して上下に素子ブロック３２−１，３２−２を配置してもよい（図４（ｂ））。更に、他の実施例としては、ＬＣＤパネル３１に配置された左サイドや右サイドの一方のサイドに素子ブロック３２を配置してもよく（図４（ｃ）では左サイド）、また左右両サイドに素子ブロック３２−１，３２−２を配置してもよく（図４（ｄ））、更には、上述したようにＬＣＤパネル３１の裏面に素子ブロック３２を所定数並べて配置してもよい（図４（ｅ））。
【００５７】
なお、本発明においては、上述したバックライト配置例に限定されるものではなく、例えば、上下左右等に配置したり、上述の例のうち複数を組み合わせた配置例にしてもよい。また、上述した素子ブロック３２は、例えば入力された映像信号から得られるＡＰＬ（Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｌｅｖｅｌ：平均輝度レベル）検出、輝度ヒストグラム検出、色ヒストグラム検出、周波数ヒストグラム検出の少なくとも１つの検出結果に応じて所定の大きさのブロック単位に分割することができる。なお、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば予め設定されたブロック単位に分割してもよい。
【００５８】
また、本実施形態では、上述した素子ブロック３２に直列接続された複数のＬＥＤのうち、少なくとも１つのＬＥＤが使用による寿命等により、点灯しない等の欠陥が生じた場合、他のＬＥＤに対して影響がでないようにするため、欠陥ＬＥＤがある場合には、バイパス駆動制御を行うこともできる。
【００５９】
＜ブロック情報について＞
次に、複数の発光素子（ＬＥＤ等）が直列に配列された素子ブロック情報について図を用いて説明する。図５は、本実施形態におけるブロック情報の一例を示す図である。なお、図５では、ＬＣＤバックライト用のＬＥＤについて示している。
【００６０】
図５（ａ），（ｂ）に示す例では、所定の画面表示領域にＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれの素子（エレメント）４１ｒ，４１ｇ，４１ｂが存在し、これらの素子は、マルチ結線又はポイント結線によりドライバＩＣ等を接続されている。
【００６１】
また、図５の例では、各色の素子４１ｒ，４１ｇ，４１ｂにより組（ｃｅｌｌ）が構成される。また、図５の例では、複数の組からなる素子ブロック４２を構成し、更に複数の素子ブロック４２が所定の位置に所定数配置されて、輝度補正を行う輝度ブロック４３が構成される。なお、本実施形態においては、ブロックの数や配置例を図５（ａ），（ｂ）に示しているが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、ＬＣＤパネル３１の画面サイズ等に応じて適宜設定される。
【００６２】
また、図５（ａ）、（ｂ）に示すバックライトは、ＬＣＤパネルの裏面に設置されるトップタイプ（Ｔｏｐ Ｔｙｐｅ）の構成であるが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば上述した図４に示すように、ＬＣＤパネル３１の画面の下側やサイドの一方（右側、左側）又は両サイドに配置されるエッジタイプ（Ｅｄｇｅ Ｔｙｐｅ）の構成であってもよい。
【００６３】
また、本実施形態においては、上述した第１実施例や第２実施例に示すような配線方式を実現する。例えば、図５（ａ）の場合には、ＬＣＤパネル３１の裏面に輝度ブロック４３−１〜４３−６が所定の位置で配列され、各輝度ブロック４３には、複数の素子ブロック４２−１〜４２−４が形成されている。そのため、本実施形態では、上述した各輝度ブロック４３毎又は素子ブロック４２毎に、所定数からなる同一色のＬＥＤ等を交互配線することができる。
【００６４】
また、図５（ｂ）についても同様に、ＬＣＤパネル３１のバックライトについて、輝度ブロック４３−１〜４３−１２に対し、各輝度ブロック４３には、複数のＬＥＤが配列された複数の素子ブロック４２−１〜４２−３が形成されているため、輝度ブロック毎又は素子ブロック毎に、同一色毎に所定数のＬＥＤを交互配線することができる。
【００６５】
つまり、本実施形態では、同一のドライバＩＣに接続されているＬＥＤが所定数以上、隣接して配置されることがないように、上述したマルチ結線やポイント結線等を用いて、上述した第１実施例や第２実施例に示すような交互配線を行うことで輝度ムラを低減させることができる。
【００６６】
＜バックライト装置を備えた表示装置について＞
次に、上述したバックライト装置１０を備えた表示装置の構成例について、図を用いて説明する。
【００６７】
図６は、本実施形態におけるバックライト装置を備えた表示装置の機能構成の一例を示す図である。図６に示す表示装置５０は、映像処理手段５１と、映像情報分析手段５２と、ブロック情報取得手段５３と、ブロック単位制御手段５４と、バックライト駆動制御手段５５と、バックライト手段５６と、バックライト輝度補正手段５７と、タイミング制御手段５８と、表示手段５９とを有するよう構成されている。なお、本実施形態では、例えばバックライト駆動制御手段５５やバックライト手段５６が上述したバックライト装置に相当するものである。
【００６８】
映像処理手段５１は、入力される映像信号が圧縮符号化されている場合には、その信号の復号化を行ったり、限定受信放送等によりスクランブル化等の暗号化処理されている場合には、予め設定された鍵情報等を用いて復号化（デスクランブル化）を行う。つまり、映像処理手段５１は、後段の各構成で映像信号に対する処理が可能となり、表示手段５９から映像が表示できるように、入力された映像信号を適宜変換する。また、映像処理手段５１は、入力された信号を映像情報分析手段５２、及びバックライト輝度補正手段５７に出力する。
【００６９】
映像情報分析手段５２は、映像処理手段５１により入力された映像信号に対して、例えばＡＰＬ検出、輝度ヒストグラム検出、色ヒストグラム検出（色相、色飽和度）、及び、周波数ヒストグラム検出等のうち、少なくとも１つの情報を検出し、検出した情報から映像情報の分析を行う。つまり、映像情報分析手段５２により、映像（画像）に対するヒストグラム情報やプロファイル情報等を取得することができるため、これらの情報に基づいて映像等に対応させた適切なバックライトの輝度制御を行う。また、映像情報分析手段５２は、分析された結果をブロック情報取得手段５３に出力する。
【００７０】
ブロック情報取得手段５３は、映像情報分析手段５２により得られる分析結果と、予め設定される映像信号に対する制御信号に基づいて、ブロック単位あたりの大きさ（画素数、インチ等）等を設定する。このように、ブロック単位の大きさを映像情報等から設定することにより、映像情報に対応させてブロック単位のバックライト制御を行うことができる。
【００７１】
なお、本実施形態において、所定のブロック単位に分割する場合には、その分割可能な数として、例えば映像の画素単位や２×２ピクセル、４×４ピクセル、１６×１６ピクセル等のように、正方形ブロック毎にブロックを分割することができるが、本発明においてはこれに限定されるものではない。
【００７２】
また、ブロック情報取得手段５３における処理実行のタイミングは、例えば、外部からの制御信号の入力のタイミングで実行してもよく、また予め設定された制御情報に基づいて映像情報分析手段５２により分析結果の情報が入力されたタイミングで実行してもよい。また、ブロック情報取得手段５３は、取得したブロック情報をブロック単位制御手段５４に出力する。
【００７３】
ブロック単位制御手段５４は、ブロック情報取得手段５３により得られるブロック情報に基づいて、映像信号に対応するブロック毎にバックライトの輝度を制御するため、例えば、各ブロック単位でオフセット（Ｏｆｆ−ｓｅｔ）制御や非線形補正等を行う。また、ブロック単位制御手段５４は、入力された映像信号に対する各ブロック単位の輝度制御情報に対応させてＰＷＭ等によるパルス変調処理を行って制御信号を生成する。なお、本実施形態における制御信号は、例えば、直列に接続された複数のドライバＩＣ毎に個別の駆動制御を行わせるため、アドレス情報と制御データからなる駆動制御情報を含んでいてもよい。
【００７４】
ブロック単位制御手段５４は、上述したドライバＩＣ１３に対して、所定のタイミングで所定のＬＥＤに対して輝度を制御する輝度制御情報をバックライト駆動制御手段５５に出力する。また、ブロック単位制御手段５４は、上述した輝度制御情報をバックライト輝度補正手段５７に出力する。更に、ブロック単位制御手段５４は、上述した各ブロック単位のオフセット制御情報や非線形補正情報をバックライト駆動制御手段５５及びバックライト輝度補正手段５７に出力する。
【００７５】
バックライト駆動制御手段５５は、ブロック単位制御手段５４により得られるブロック毎の輝度制御情報やオフセット制御情報、非線形補正情報等に対応させて、各ブロック位置に対応するバックライトの駆動制御を行い、所定のタイミングでバックライト手段５６のＬＥＤを点灯させる。なお、上述したドライバＩＣ１３は、バックライト駆動制御手段５５に含まれる。また、バックライト駆動制御手段５５は、例えば、複数のドライバＩＣが直列に接続されている場合には、全ドライバＩＣに対して上述した制御信号を出力し、各ドライバＩＣは、その制御信号に対し、予め設定された自己のアドレス情報が含まれているか否かを検索し、自己のアドレス情報が存在した場合に、そのアドレス情報に対応して付与されている制御内容に基づいて駆動制御を実行する。
【００７６】
また、本実施形態におけるバックライト駆動制御手段５５は、タイミング制御手段５８により表示手段５９から出力される映像信号と同期させてバックライトを駆動させるように、タイミング制御手段５８からのクロック信号に基づいて、タイミング制御によりＬＥＤを駆動するための制御信号をバックライト手段５６に出力することができる。
【００７７】
ここで、バックライトは、通常、ＬＣＤに設けられているＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３つの色のＬＥＤ素子等に対応させて、それぞれ対に設けられている。そのため、画素毎の調整は、ＬＥＤ素子毎に行うことが望ましいが、その場合にはコストや処理時間がかかってしまう。そこで、本実施形態では、所定のブロック単位で処理を行う。これにより、コストの削減と効率化を実現することができる。
【００７８】
バックライト駆動制御手段５５は、各ブロックに対応するそれぞれの制御信号をバックライト手段５６に出力する。バックライト手段５６は、設定された各ブロックに対応するそれぞれの駆動制御信号に基づいて、各ブロックの所定の位置にあるＬＥＤをそれぞれに設定された所定の輝度制御により所定の輝度レベルで点灯させ、その光をバックライトとして表示手段５９の画面に照射させる。
【００７９】
バックライト輝度補正手段５７は、ブロック単位制御手段５４により得られる輝度制御情報、オフセット制御情報、非線形補正情報に基づいて、映像処理手段５１により得られる映像信号に対して、バックライトに対する駆動制御情報を用いた輝度補正を行う。つまり、バックライト輝度補正手段５７は、ブロック単位のディミング制御情報を逆補正してトリミングし、映像信号側にフィードバックする。
【００８０】
ここで、バックライトは、例えば表示手段５９の裏面等に位置し、輝度制御用のブロック単位で動作している。また、バックライトの動作は、映像信号の解像度に及ばない低解像度の輝度動作である。そのため、本実施形態によれば、映像信号の輝度解像度との差が生じるといったブロック輝度干渉妨害を防止することができ、ユーザに見易くて最適な映像を表示手段５９のディスプレイ画面に表示することができる。また、バックライトは、上述したＬＥＤ等の発光素子を複数用いて、上述した第１実施例又は第２実施例に示すような交互配線により結線されている。これにより、輝度ムラを低減させることができる。
【００８１】
また、バックライト輝度補正手段５７は、オフセット制御情報及び非線形補正情報により映像信号の補正を行うことで、バックライトのインパルス制御機能等と共に輝度、コントラスト、色等の制御を行うことができる。
【００８２】
なお、本実施形態において、バックライト輝度補正手段５７は、輝度ブロックの構成により映像信号側にフィードバックさせる情報が変化し、更に表示手段５９の輝度透過率等によっても補正量を適切に調整する必要がある。その場合には、例えば予め設定された輝度透過率検出用カメラ等を用いて検出された結果を用いてフィードバックさせる情報を自動的に調整することができる。バックライト輝度補正手段５７は、上述した処理等により補正された映像信号をタイミング制御手段５８に出力する。
【００８３】
タイミング制御手段５８は、バックライト輝度補正手段５７により得られる映像信号を表示手段５９の画面の水平方向、垂直方向に合わせて表示する時間の制御を行い、表示手段５９の一面に表示される画像情報を生成し、生成された画像を表示手段５９に出力する。
【００８４】
更に、タイミング制御手段５８は、画面に表示する映像と同期してバックライト手段５６によるバックライトを点灯させるために、バックライト駆動制御手段５５に対し、映像信号を表示手段５９に出力したタイミングに対応させて、その映像信号に対応するバックライトを点灯させるタイミング制御信号をバックライト駆動制御手段５５に出力する。
【００８５】
これにより、表示手段５９による映像出力と、バックライト手段５６による当該映像に対応したバックライト出力とを同期させることができる。
【００８６】
表示手段５９は、タイミング制御手段５８にて生成された映像情報を画面に表示する。なお、表示手段５９としては、例えばＬＣＤパネル等を用いることができるが本発明においてはこれに限定されるものではない。
【００８７】
上述した構成により、本実施形態では、ＬＣＤパネル等の表示手段５９のバックライトを、映像コンテンツに連動させて動的（Ｄｙｎａｍｉｃ）に動作させることができ、よりハイコントラストな映像を提供することができる。
【００８８】
つまり、本実施形態に示す表示装置５０によれば、表示手段５９に表示される映像コンテンツ等に対応させてバックライト装置の輝度を補正することができ、映像コンテンツに応じた最適なバックライト制御を行うことができる。したがって、ＬＣＤバックライトでの様々なディミング動作を行うときに発生する映像信号への輝度干渉妨害を改善することができ、ディミング動作をより最適な動作にすることができる。
【００８９】
また、本実施形態では、従来のＡＰＬ検出によって処理される基準輝度制御の他に、輝度ヒストグラム検出等により最適輝度制御が実現でき、例えば、色ヒストグラム検出を行うことで、最適なホワイトバランス（Ｗｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅ）制御等によるＲＧＢに対するＬＥＤバックライト制御を行うことができる。つまり、本実施形態では、各種ヒストグラムの検出結果のみを用いてバックライト輝度制御を行ってもよく、またＡＰＬの検出結果と各種ヒストグラムの検出結果とを組み合わせてバックライト輝度制御を行ってもよい。
【００９０】
＜バックライト装置の他の適用例＞
なお、上述した本実施形態におけるバックライト装置は、ＴＶ等の表示装置として用いられるだけでなく、例えば照明や電子看板、その他の各種ディスプレイ等にも広く適用することができる。つまり、本実施形態におけるバックライト装置は、ＬＥＤ等の発光素子を駆動させることができる機器全般に適用することができる。そこで、以下にバックライト装置の他の適用例について図を用いて説明する。
【００９１】
図７は、本実施形態におけるバックライト装置を備えた他の適用例を説明するための図である。なお、図７（ａ）は、本実施形態におけるバックライト装置を照明装置に適用した例を示し、図７（ｂ）は、本実施形態におけるバックライト装置を電子看板システムに適用した例を示している。
【００９２】
図７（ａ）に示す照明装置６０は、一例としてＬＥＤランプを示している。具体的に説明すると、照明装置６０は、ランプ本体６１内に複数のＬＥＤ６２−１，６２−２が所定の個数毎に直列に接続され、直列に接続された各ＬＥＤ群は、照明方向に適した所定位置に配置されている。なお、各ＬＥＤ群は、上述した発光素子ブロックとして構成されていてもよい。
【００９３】
また、直列に接続された複数のＬＥＤ６２−１，６２−２は、図７（ａ）に示すように対応するドライバＩＣ（ＬＥＤ駆動制御手段）６３−１，６３−２と接続されている。したがって、ドライバＩＣ６３−１，６３−２は、それぞれ担当するＬＥＤ６２−１，６２−２毎に駆動制御を行う。また、コントロールＩＣ６４（主制御手段）は、各ドライバＩＣ６３−１，６３−２に対して、それぞれ個別に担当するＬＥＤ駆動制御を行わせるための制御データを生成し、生成した制御データとドライバＩＣを識別するアドレス情報等とを組み合わせた駆動制御情報を含む制御信号を生成する。
【００９４】
ここで、各ドライバＩＣ６３−１，６３−２は、図７（ａ）に示すように直列に連結されている。そのため、コントロールＩＣ６４は、上述した制御信号をドライバＩＣ６３−１からドライバＩＣ６３−２に伝送させることで、各ドライバは、制御信号に含まれるアドレス情報を参照し、各ドライバＩＣに予め割り当てられているアドレス情報と照合して一致する場合に、その制御データを用いた駆動制御を行う。なお、直列に連結されるドライバＩＣの数は、これに限定されるものではなく、例えば照明装置６０の大きさや形状等に対応させて設定することができる。
【００９５】
また、図７（ｂ）に示す電子看板システム７０は、一例として１台のＰＣ７１と複数の電子看板７２（図７（ｂ）の例では、電子看板７２−１，７２−２）とを有するよう構成されている。また、ＰＣ７１と複数の電子看板７２とは、インターネット等に代表される通信ネットワーク７３を介してデータの送受信が可能な状態で接続されている。
【００９６】
図７（ｂ）に示す電子看板システム７０では、管理者等によりＰＣ７１を用いて作成、編集がされた商品説明や企業名等を紹介するためのコンテンツ等を、通信ネットワーク７３を介して異なる場所に設置された複数の電子看板７２上に、同時に表示や更新をすることができる。ここで、上述した電子看板７２は、例えば大型の液晶ディスプレイ等を用いており、このような大型の液晶ディスプレイ等においても上述した本実施形態におけるバックライト装置を適用することができる。
【００９７】
例えば、図７（ｂ）に示す電子看板７２において、上述したように、複数のドライバＩＣを直列に連結し、コントロールＩＣにより制御信号を全ドライバＩＣに伝送させるようにする。これにより、電子看板７２は、直列に接続された複数のドライバＩＣがそれぞれ担当するＬＥＤを適切に駆動制御することができる。なお、上述したバックライト装置は、ＰＣ６１の液晶ディスプレイにも同様に適用することができる。
【００９８】
つまり、図７（ａ），（ｂ）に示す例においても、上述したように、直列接続された複数の発光素子を、発光素子毎に設定されるばらつき情報及び／又は色の違いに対応させて所定数毎に交互に配置させることで輝度ムラを低減させることができる。
【００９９】
また、図７（ａ），（ｂ）に示すような本実施形態におけるバックライト装置の他の適用例においてもドライバＩＣの直列配線により製造コストの削減と妨害耐性の向上を実現することができる。また、上述した制御信号を用いることで各ドライバＩＣ毎に適切な駆動制御を実現することができる。
【０１００】
上述したように、本発明によれば、安定した一定の電流をバックライトや照明に供給して輝度ムラを防止するためのバックライト装置、該バックライト装置を備えた表示装置、及び、照明装置を提供することができる。
【０１０１】
なお、本発明におけるバックライト装置は、ＴＶやＰＣの画面、携帯端末、デジタルカメラ等のバックライトを具備する表示画面等の分野に広く適用することができる。
【０１０２】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１０，２０ バックライト装置
１１，２１，３１ ＬＣＤパネル（表示手段、表示画面）
１２，２２，６２ ＬＥＤ（発光素子）
１３，２３，６３ ドライバＩＣ
３２，４２ 素子ブロック
４１ 素子（エレメント）
４３ 輝度ブロック
５０ 表示装置
５１ 映像処理手段
５２ 映像情報分析手段
５３ ブロック情報取得手段
５４ ブロック単位制御手段
５５ バックライト駆動制御手段
５６ バックライト手段
５７ バックライト輝度補正手段
５８ タイミング制御手段
５９ 表示手段
６０ 照明装置
６１ ランプ本体
６２ ＬＥＤ
６４ コントロールＩＣ（主制御手段）
７０ 電子看板システム
７１ ＰＣ
７２ 電子看板
７３ 通信ネットワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示画面のバックライトとして所定の位置に配置させた複数の発光素子を駆動させるバックライト装置において、
前記複数の発光素子に電流を供給して前記発光素子毎の駆動を制御する駆動制御手段を有し、
前記駆動制御手段には、前記複数の発光素子が直列接続され、
前記直列接続された複数の発光素子は、発光素子毎に設定されるばらつき情報及び／又は色の違いに対応させて所定数毎に交互に配置されていることを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】
前記複数の発光素子は、前記表示画面の上下端、左右端、及び裏面のうち、少なくとも１つの領域に配置させることを特徴とする請求項１に記載バックライト装置。
【請求項３】
前記表示画面に対して、複数の発光素子からなる素子ブロック又は該素子ブロックが複数配列された輝度ブロックが設定され、設定された前記素子ブロック毎又は前記輝度ブロック毎に交互に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のバックライト装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載のバックライト装置と、前記バックライト装置により照明される表示手段とを有し、前記表示手段に表示される映像に対応させて前記バックライト装置の輝度を補正することを特徴とする表示装置。
【請求項５】
前記表示手段に表示するために入力される映像信号をフレーム毎に所定のブロックに分割し、該ブロック毎の映像情報を取得するブロック情報取得手段と、
前記ブロック情報取得手段により分割された各ブロック単位にバックライトの輝度を補正するための制御を行うブロック単位制御手段とを有し、
前記バックライト装置は、前記ブロック単位制御手段により得られる輝度制御情報に基づいて、前記表示手段に対してブロック毎のバックライトの駆動制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記バックライトに対する前記輝度制御情報に基づいて、入力される映像信号に対する補正を行うバックライト輝度補正手段を有し、
前記バックライト輝度補正手段により得られる映像信号を前記表示手段により表示することを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
複数の発光素子から発光された光により照明する照明装置において、
前記複数の発光素子に電流を供給して前記発光素子毎の駆動を制御する駆動制御手段を有し、
前記駆動制御手段には、前記複数の発光素子が直列接続され、
前記直列接続された複数の発光素子は、発光素子毎に設定されるばらつき情報及び／又は色の違いに対応させて所定数毎に交互に配置させることを特徴とする照明装置。
【請求項１】
表示画面のバックライトとして所定の位置に配置させた複数の発光素子を駆動させるバックライト装置において、
前記複数の発光素子に電流を供給して前記発光素子毎の駆動を制御する駆動制御手段を有し、
前記駆動制御手段には、前記複数の発光素子が直列接続され、
前記直列接続された複数の発光素子は、発光素子毎に設定されるばらつき情報及び／又は色の違いに対応させて所定数毎に交互に配置されていることを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】
前記複数の発光素子は、前記表示画面の上下端、左右端、及び裏面のうち、少なくとも１つの領域に配置させることを特徴とする請求項１に記載バックライト装置。
【請求項３】
前記表示画面に対して、複数の発光素子からなる素子ブロック又は該素子ブロックが複数配列された輝度ブロックが設定され、設定された前記素子ブロック毎又は前記輝度ブロック毎に交互に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のバックライト装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載のバックライト装置と、前記バックライト装置により照明される表示手段とを有し、前記表示手段に表示される映像に対応させて前記バックライト装置の輝度を補正することを特徴とする表示装置。
【請求項５】
前記表示手段に表示するために入力される映像信号をフレーム毎に所定のブロックに分割し、該ブロック毎の映像情報を取得するブロック情報取得手段と、
前記ブロック情報取得手段により分割された各ブロック単位にバックライトの輝度を補正するための制御を行うブロック単位制御手段とを有し、
前記バックライト装置は、前記ブロック単位制御手段により得られる輝度制御情報に基づいて、前記表示手段に対してブロック毎のバックライトの駆動制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記バックライトに対する前記輝度制御情報に基づいて、入力される映像信号に対する補正を行うバックライト輝度補正手段を有し、
前記バックライト輝度補正手段により得られる映像信号を前記表示手段により表示することを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
複数の発光素子から発光された光により照明する照明装置において、
前記複数の発光素子に電流を供給して前記発光素子毎の駆動を制御する駆動制御手段を有し、
前記駆動制御手段には、前記複数の発光素子が直列接続され、
前記直列接続された複数の発光素子は、発光素子毎に設定されるばらつき情報及び／又は色の違いに対応させて所定数毎に交互に配置させることを特徴とする照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１１８２６３（Ｐ２０１２−１１８２６３Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６７４１８（Ｐ２０１０−２６７４１８）
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２２年６月１日 ＰＪ総合研究所発行の「ＰＲＯＪＥＣＴＯＲＳ（ＶＯＬ．２３）」に発表
【出願人】（０００００６２２０）ミツミ電機株式会社 (1,651)
【出願人】（５０８２６０１０８）有限会社ＡＴＲＣ (18)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２２年６月１日 ＰＪ総合研究所発行の「ＰＲＯＪＥＣＴＯＲＳ（ＶＯＬ．２３）」に発表
【出願人】（０００００６２２０）ミツミ電機株式会社 (1,651)
【出願人】（５０８２６０１０８）有限会社ＡＴＲＣ (18)
【Ｆターム（参考）】
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